Тема 4.2. Специфические пути распада глюкозы

(семинар)

Цель занятия. Закрепить представления о химии углеводов, их биологической роли. Рассмотреть катаболизм глюкозы в аэробных и анаэробных условиях.

Исходный уровень. Химическое строение моно-, ди- и полисахаридов (курс биоорганической химии).

Повторить. Полная и укороченная дыхательные цепи, цикл трикарбоновых кислот.

Содержание теоретического материала. 1. Специфические пути распада глюкозы: основные этапы аэробного и анаэробного гликолиза. Значение процесса, локализация в клетке, последовательность реакций до образования пирувата, обратимость реакций, регуляторные ферменты и энергетика процесса. Два пути образования АТФ при гликолизе. 2. Роль челночных механизмов в транспорте водорода из цитоплазмы в митохондрию (малат-аспартатный и глицерофосфатный челночные механизмы). 3. Аэробный гликолиз как часть аэробного распада глюкозы. 4. Анаэробный распад глюкозы. Распределение и физиологическое значение анаэробного процесса распада глюкозы. 5. Виды брожений.

Для усвоения материала темы следует обратить внимание на то, что:

1) Гликолиз (или дихотомический распад глюкозы) - это цепь ферментативных реакций, в результате которых 1 молекула глюкозы распадается на две молекулы пирувата (аэробный гликолиз) или две молекулы лактата (анаэробный гликолиз).

2) При аэробном гликолизе пировиноградная кислота превращается в ацетил-КоА, который окисляется до СО₂ и Н₂О (полное окисление глюкозы, аэробный распад глюкозы). Анаэробный распад глюкозы и анаэробный гликолиз - синонимы.

3) Гликолиз осуществляется в две стадии. На первой - АТФ затрачивается, а на второй - выделяется.

4) Превращение 6-углеродной молекулы глюкозы в две 3-углеродные молекулы глицеральдегидфосфата - первая стадия (реакции 1-5). Окисление глицеральдегидфосфата с образованием пировиноградной кислоты – вторая стадия (реакции 6-10 или 6-11).

5) Выход энергии при анаэробном гликолизе, намного меньше, чем при окислении глюкозы до углекислоты и воды.

6) Первая, третья и десятая реакции гликолиза необратимы, т.к. сопровождаются значительным понижением энергии Гиббса.

7) Все промежуточные продукты гликолиза находятся в фосфорилированной форме. Источниками фосфата могут быть АТФ или Н₃РО₄.

8) В гликолизе синтез АТФ происходит путем субстратного фосфорилирования (реакции 7, 10), за счет энергии разрыва макроэргической связи субстрата. При расчете энергетического выхода реакций аэробного гликолиза необходимо учитывать образование восстановленных эквивалентов в шестой реакции.

9) Регенерирование НАД⁺ (в 6 реакции) происходит при анаэробном гликолизе за счет 11 реакции, без участия ЦПЭ, а при аэробном – посредством ЦПЭ. Транспорт водорода из цитоплазмы в митохондрию происходит с участием челночных механизмов (из-за непроницаемости мембраны митохондрий для НАДН+Н⁺).

10) Анаэробный гликолиз протекает в эритроцитах, в мышцах при интенсивной кратковременной работе, в быстро растущих опухолевых клетках.

Дата добавления: 2014-12-27